基于GA-BP神经网络温漂补偿的十字正交型热温差式测风仪

为准确测量风速与风向,本文根据十字型导管内上下游温度差求得风速,通过正交分解得到二维空间内任意方向的风速以及风向角,设计了一种十字正交型热温差式测风仪。利用FLUENT软件对传感器周围的温度场分布进行仿真,搭建了测试平台,对不同环境温度、不同风速下测得的上下游温差数据进行拟合,且提出了一种利用遗传算法优化BP神经网络的算法补偿环境温度引起的测量误差。实测结果表明,十字正交型热温差式测风仪精度较高,在测风领域具有一定的应用价值。     

基于CFD和BP神经网络的超声测风仪阴影效应补偿研究

风速风向是气象观测的关键性参数,阴影效应对超声测风仪测量风速风向有显著影响.为了消除不同风速风向和温度条件下阴影效应导致的测量误差,结合超声波时差法测风原理提出了一种基于计算流体力学(CFD)仿真和反向传播(BP)神经网络数据处理的阴影效应补偿方法.首先通过CFD仿真软件Fluent对超声测风仪的风场进行模拟分析,获取了受阴影效应影响的风速、风向以及温度样本数据,然后利用这些样本从减小相对误差方面对BP神经网络算法在超声测风仪中应用的性能进行了研究与分析,最后利用超声测风仪风洞实验的测量数据对本文的阴影效应补偿方法的准确性进行了验证.研究结果表明:通过基于CFD和BP神经网络的预测模型对阴影效应进行修正后,测试系统风速风向的测量精度有显著的提升,可满足高精度超声测风的测量需求.本文的研究结果对于高精度超声测风仪的研制有一定的参考价值.     

高精度超声波测风仪的设计

设计了一种能用于低空风速风向测量的新型超声波测风仪。给出了超声波测风的基本原理,并对系统采用的互相关时延估计算法进行了分析,详细描述了超声波测风仪的系统结构和时序控制。实验证明:该系统可以精确测量风速与风向,并具有频响快、工作可靠等特点,可以用于机场区域低空风场情况的实时监测。     

风翼式固态测风仪的研究与开发

在分析和比较传统测风传感器的基础上,研究开发了新型的测风传感器——风翼式固态测风仪。风翼式固态测风仪综合运用世界气象组织推荐的固态测风技术和嵌入式技术,实现了风速、风向以及温、湿度数据的实时采集、存储和动态显示。     

基于激光雷达测风仪的风电机组偏航优化控制方法

为了能通过短时安装激光雷达测风仪对传统的风向标测得偏航误差进行修正,提高风电机组的对风精度,根据激光雷达测风仪的风向检测原理和实测数据的分析,总结了叶轮前方风向变化的规律,确定了要检测到不受机组干扰的风向的最佳检测距离和检测光束的锥角;经过不同风速段的偏航误差特点分析,采用了分高、低两个风速段,用最小二乘法去拟合从本地...     

基于Fluent和LSTM神经网络的超声波测风仪阴影效应补偿研究

超声波测风仪因其结构坚固,维修成本低等优点,在气象、生活及农业等领域有着广泛应用。但由于其结构特点造成的阴影效应,会导致其风速测量精度下降,是当前测风领域中不可忽视的问题。针对该问题,提出一种基于Fluent软件以及LSTM长短期记忆神经网络的超声波阴影效应的补偿算法,对不同风速风向以及不同温度下的阴影效应进行补偿。利用Fluent仿真得到样本数据完成LSTM预测模型训练;基于Fluent仿真数据对SVR和MLR等模型与LSTM模型对超声波测风仪阴影效应进行对比实验,验证LSTM算法模型的有效性及优越性;通过风洞数据对LSTM神经网络修正算法的可行性进一步验证。实验结果表明:该算法可对阴影效应所造成的误差进行有效补偿,其精确度得到显著提高,为减小超声波测风仪的阴影效应提供了一定的参考价值。     

基于C8051F120的高精度全天候超声测风仪的设计

本文在传统超声波测风仪的基本原理上,通过测量介质中温湿度数据并且进行有效的调节,进而补偿雨雾等环境因素影响,设计了一种具有温湿度传感器的全天候超声测风仪。文中详细阐述了超声测风仪的方法研究和系统结构,通过实验证明该装置可以实现全天候精确测量风速与风向,测量误差2%,为在恶劣环境下超声测风的应用提供了有效的设计方法。     

二维超声波风速风向传感器设计

风是气象预报中的一个重要的要素,准确地预报风速,对人们的生产生活都有一定的影响。二维超声风传感器是气象与工业中最重要的风速测量方式之一,在传统的超声波测风仪器的基础上,通过测量空气温湿度来进行准确的调节,补偿了雨雾等环境因素的影响,设计一种基于STM32处理器的200 kHz全天候超声测风仪,通过实验证明：该装置可以实现全天候精确测量风速风向,测量误差小。     

超声波精密测风仪的设计

提出了一种超声波精密测风仪的设计方案,利用MSP430单片机进行系统的控制,DSP对ADC采样数据进行处理,使测量得到的风速达到一定的精度要求。     

风速风向的移动测量系统设计

针对传统测风仪器无法直接用于移动条件下(如车载或船载时)的风速风向测量的问题,设计了一种可以在移动平台上应用的超声波风速风向测量系统。该系统使用超声波时差法测量平面内二维风向风速,同时使用霍尔传感器和电子罗盘测量基座的移动速度和方向,通过微处理器对测得的风速风向进行修正,得到实际风速和风向。系统采用ARM作为核心控制器,提高了时差的测量精度,并降低了功耗。     

测风仪在风力发电场中的应用

通过对风力发电机组常用的机械式、传统超声波式和超声波共振式测风仪进行介绍与分析,总结出风力发电机常用的测风仪出现故障的原因及其解决方法,通过数据分析阐述了测风仪在风力发电场内的应用,保证风力发电机组常用的测风仪数据采集的稳定可靠,提高发电效率.通过对数据进行分析判断,查找问题,为运行维护提供有力支撑.     

基于海洋气象漂流浮标的动态测风技术研究

利用海洋气象漂流浮标对海洋风数据进行观测具有成本低、可抛弃性的优势,然而,海洋气象漂流浮标在海上动态观测环境中传感器倾角不断变化且改变速度不确定,引起了较大的测量误差;针对这一问题,搭建了模拟海洋动态环境的测风实验平台,选用FT742-SM型超声波测风传感器对风速风向数据进行测量,并利用欧拉角模型和四元数模型对测风传感器姿态变化时的三个倾角进行解算;通过多次实验数据对比分析,发现传感器俯仰角θ和横滚角γ对风速风向测量影响最大,进而提出了多变量拟合的方法对所测风速风向数据进行误差补偿,补偿后的数据准确性得到了较大的提升;最后,结合真风订正算法设计了漂流浮标测风算法总流程,为后续的海洋气象漂流浮标测风提供了很好的参考价值。     

超声波传感技术的矿用多通道智能风速风向仪

针对国内矿井现阶段测风仪器产品测量精准度易受井下潮湿、多尘等复杂条件的影响,提出了一种矿用智能多通道风速风向仪.软件采用多平台分模块设计,利用多段拟合进行测量参数误差修正,将超声波传感器、干湿温度传感器、压力传感器、信号转换电路等集成在风速风向仪手持终端上,实现了风速、风向等待测环境参数的多通道快速精准测量与参数自主校准.通过在测试环境下与传统机械风表的对比测试,结果表明:平均测试误差仅为2.47%,测风效果与稳定性明显高于传统机械风表.     

应用单片微型计算机的多通道风速风向智能化测量仪

<正> 一、前言多通道风速风向智能化自动测量仪(以下简称“多风仪”),由于采用了单片机,仪器可靠性高,抗干扰性强,结构简单,体积小,成本低,智能强。该仪器可自动并行测量1～5个通道的风速和1个通道的风向。凡是输出频率量电压信号的风速传感器都可接入本仪器接口,经软件变换后进行风速测量。由于野外自然风的阵性变化较大,如对较多的测风点,用1个CTC计数器进行切换串行计数测量,这样测得的风场结构将会有一定的失真误差或使数据处理复杂。为消除该误差,获得各测点风的同时变化信息,我们应用单片机的PIO口,采用了多测点(多通道)并行同步测量方式。并且,为提高测量的可靠性和简化硬件,采用软件方法进行风的测量。就是说,用软件方法同时判读PIO各并行口(各通道)电平高低,进行逻辑分析运算,对各通道的风速(风向)同时     

风速风向的解算方法研究

为了提高船舶航行中风速风向的测量精度,提出一种风速风向测量误差解算方法。首先利用WXT520气象仪测量风速和风向,因为这其中包含了舰船的航速、航向以及舰船船体倾斜所引入风速、风向的测量误差,所以需要对其进行解算,包括对水平风速的补偿和真风速解算。利用倾角传感器测量船体的姿态补偿水平风速,根据风的来向,确定测量的数据是否有效,再进一步对这些有效数据进行三角换算,由相对风速测量值求解出相对风速真值;进而利用航速和航向,根据三角关系,解算出真风速和真风向。     

基于MEMS的固态风速风向传感器及其最优结构参数

基于圆柱绕流的理论分析给出圆柱体周边压强分布方程,并据此提出了一种新型的基于MEMS的固态风速风向传感器结构.建立了其内部流体流动的理论模型,并利用该模型进行数值计算得到了这种传感器的最优结构参数.分析表明,利用相互正交的MEMS风速传感器测量风向是可行的,并且具有多个通风孔结构的传感器可以有更高的精度.     

三维超声波测风仪原理与应用

超声波测风是超声波检测技术在气体介质中的一种新的应用。文章描述了三维超声波测风仪较之传统二维测风仪的优点,给出了超声波测风的原理并对其中的直接时差测风法作了详细介绍,最后给出了几种典型的三维超声波测风仪的应用领域。     

CMOS风速风向传感器的设计

介绍了一种CMOS(互补MOS)集成风速风向传感器,使用恒温差(CTD)控制模式将芯片加热,使其中间加热区域的温度高于周围环境(风)温度一定值。该传感器在有风吹过它的表面时能同时测量风速和风向。采用4个串联的热堆测量芯片中心区域的平均温度,这种测温的方法简单、新颖。在简单阐述CMOS硅热流量传感器的工作原理和结构之后,主要介绍驱动和信号读取电路。经过风洞测试,传感器能够测量风速0～23m/s,具有良好的线性度和灵敏度,同时,传感器360°内方向敏感。     

矿用对射式风速风向传感器设计

针对目前风速传感器启动风速高、设计方案复杂、无法准确测量巷道整个断面平均风速的问题,基于超声波对射式测风原理,设计了以STM32为核心的矿用对射式风速风向传感器,介绍了传感器总体结构、收发电路设计、滤波算法及软件流程。该传感器改变了以点带面的测风方式,通过大距离（5～12 m）超声测风技术测量巷道中线风速,以该风速代表整个巷道的平均风速,提高了巷道风速测量的准确性和实时性。依据设计方案研发了测试样机,在环形风洞中的测试结果表明,该传感器测量值与风速标准值在0.1～15 m/s内具有较好的一致性,测量误差小于0.1 m/s,能够满足智能化矿井对巷道风速测量精度的要求。     

智能化无线风能监测仪的设计

针对以往的风速风向检测仪在风能监测中采样信号无法用传输线较远传输的问题,采用改进型二维热差式风速风向传感器采集风速风向数据,经STC89C516RD+单片机处理后,由nRF905无线双向收发模块把数据发送给风能监测控制中心,接收的风速风向数据送入微型计算机进行数据处理、存储、统计和进行语音及文字报告.从而实现了对风能进行智能化无线远距实时监测.实验结果表明,该智能化无线风能监测仪具有可靠性高、实用性强和数据传输快等优点.